當(dāng)前建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的現(xiàn)狀及存在的問題

牛其山

（山東省章丘市建筑工程質(zhì)量監(jiān)督站，山東 章丘 250200）

常在建筑行業(yè)的需求的情況下，鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展速度非常快，競爭壓力迫使許多鋼在不斷改進(jìn)技術(shù)、方法和創(chuàng)新，鋼鐵已經(jīng)開發(fā)出一種高層次的各方面符合我們的要求的材料。然而，我們在為取得的成績沾沾自喜的時候，應(yīng)該看到發(fā)展中的不足和缺陷。中國建筑業(yè)，鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本都是從國外引進(jìn)，中國的建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)水平還有很大的發(fā)展空間。

1 當(dāng)前建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的現(xiàn)狀及存在的問題

1.1 理念高度不夠

設(shè)計(jì)院將自身應(yīng)該負(fù)責(zé)的設(shè)計(jì)任務(wù)交給企業(yè)去加工，導(dǎo)致了生產(chǎn)質(zhì)量的下降。很多外部設(shè)計(jì)工廠的鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)水平很低，且承擔(dān)工程的設(shè)計(jì)人員很多都是剛畢業(yè)的大學(xué)生，在設(shè)計(jì)的時候沒有經(jīng)驗(yàn)，也缺乏對鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的了解，導(dǎo)致盲目地照搬規(guī)范，任意嵌套程序并且對關(guān)鍵技術(shù)不認(rèn)真進(jìn)行探討，腦海中沒有設(shè)計(jì)后的結(jié)果概念，認(rèn)為只給出結(jié)構(gòu)布置圖就算將任務(wù)完成了。他們不知道，這些結(jié)構(gòu)布置圖只是一個簡單的線條圖以及對一些布局關(guān)鍵的“節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)”，無法在何種情況下使用。“全焊接節(jié)點(diǎn)”或“全局組節(jié)點(diǎn)”，這些節(jié)點(diǎn)要求是安全的，結(jié)構(gòu)合理，是否能做到這一點(diǎn)，將設(shè)計(jì)的“聯(lián)建”、“軸承細(xì)節(jié)”、“建筑安裝”做透，需要加工企業(yè)發(fā)揮更大的作用，設(shè)計(jì)院只做到了“設(shè)計(jì)”或初步設(shè)計(jì)的深度，將施工圖紙交給加工廠，加工廠缺乏計(jì)算軟件，轉(zhuǎn)分包工程繪圖任務(wù)，但因他們?nèi)狈φw配套設(shè)計(jì)要求，常發(fā)的圖紙不符合原設(shè)計(jì)要求，存在嚴(yán)重的質(zhì)量問題。有些工廠為了節(jié)約鋼材，降低成本，盲目優(yōu)化鋼材，造成工程質(zhì)量事故，造成嚴(yán)重?fù)p失的狀態(tài)。該由研究所完成的，這是建設(shè)部成立“建筑設(shè)計(jì)”的最初的本意，也是義不容辭的責(zé)任，設(shè)計(jì)院的施工圖設(shè)計(jì)必須滿足理念高度的要求，禁止“施工組織設(shè)計(jì)”、“詳細(xì)設(shè)計(jì)”責(zé)任不明確，相互推諉的現(xiàn)象。

1.2 物理問題

鋼具有良好的熱傳導(dǎo)性，想要室內(nèi)和室外鋼具有良好的保溫效果，需要考慮：通過建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)表面吸收熱量，將部分的熱量透過玻璃窗轉(zhuǎn)移到室內(nèi)，通過內(nèi)表面的吸收，完成良好的散熱效果。此外，聲音效果的反射板，這種類型的建筑設(shè)計(jì)如音樂廳，除了物質(zhì)上的考慮外，還需要考慮包括強(qiáng)度、吸聲性能、吸濕性等方面。目前，需要提供吸收結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)，以及吸音材料的最有效的噪聲控制解決方案。

1.3 防火、防腐蝕問題

一旦溫度高于400℃時，鋼的屈服強(qiáng)度只有在室溫下一半的強(qiáng)度，一旦溫度超過600℃時，鋼的剛度和強(qiáng)度都將是丟失。因此，火災(zāi)是鋼結(jié)構(gòu)建筑最大的危險(xiǎn)，如果建筑物沒有良好的防火措施，一旦發(fā)生火災(zāi)，很容易破壞建筑。設(shè)計(jì)時對鋼材表面溫度超過150℃后熱保護(hù)必須要符合消防安全的要求，甚至更多的基礎(chǔ)絕緣保護(hù)措施嚴(yán)格符合相應(yīng)的規(guī)定。

鋼容易生銹，因此，不能用于出現(xiàn)強(qiáng)烈的腐蝕性介質(zhì)的建筑物內(nèi)。如果遇到長時間的大雨、風(fēng)等自然惡劣的天氣，鋼會有老化生銹的情況下，它也將減少其自身的承載能力，影響其外觀。鋼結(jié)構(gòu)建筑的設(shè)計(jì)時，考慮使用具有良好的抗腐蝕的鋼具有重要的經(jīng)濟(jì)意義和社會意義。為了減少或防止腐蝕，國內(nèi)外基本使用保護(hù)涂層的方法，所用的保護(hù)層：金屬保護(hù)層、保護(hù)層和非金屬的化學(xué)保護(hù)層。鋼結(jié)構(gòu)在涂裝前應(yīng)徹底除銹并且除銹厚度和涂層厚度均應(yīng)符合要求。

2 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)該注意的問題

2.1 鋼結(jié)構(gòu)的選型和布置

鋼結(jié)構(gòu)高層建筑一般分為4類，一般情況下是不同的，根據(jù)他們的側(cè)向力來劃分。鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在實(shí)際工作中，主要是概念設(shè)計(jì)，施工條件如負(fù)載能力、功能、制造和安裝、使用的材料和其他因素的影響應(yīng)加以考慮，選擇對地震或火災(zāi)阻力良好的現(xiàn)實(shí)架構(gòu)。而且實(shí)際上通過研究細(xì)節(jié)、力學(xué)對比鋼的結(jié)構(gòu)優(yōu)勢。此外，應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)配置鋼的特點(diǎn)和使用情況，綜合考慮的具體性質(zhì)。在正常情況下，這是必要的，以確保該鋼的結(jié)構(gòu)剛度，而且確保對鋼結(jié)構(gòu)的受力均勻分布，也盡量減少建筑物的扭轉(zhuǎn)影響，以確保強(qiáng)度層的橫向力抵制。在施工時間上要滿足不同的功能和建筑要求。

2.2 鋼結(jié)構(gòu)建筑的抗火設(shè)計(jì)

盡管鋼是由一種非燃燒的材料制成，但在高溫下，因?yàn)楦叩臒崤蛎浵禂?shù)，會造成變形，故雖然鋼具有良好的熱導(dǎo)率和電阻，還會導(dǎo)致火災(zāi)的蔓延。有些鋼在600℃的高溫時，鋼的強(qiáng)度基本上失去了，在火災(zāi)中變得很脆弱。高層建筑更有可能導(dǎo)致火災(zāi)，且高層建筑火災(zāi)較難控制。因此，高層建筑耐火鋼的設(shè)計(jì)是非常重要的。目前，中國的高層建筑鋼結(jié)構(gòu)的耐火設(shè)計(jì)是比較落后的，很多設(shè)計(jì)不考慮高溫、鋼的變形和應(yīng)力，同時也沒有考慮各個組成部分之間相互作用的影響。整體抗火設(shè)計(jì)基于組件級別，是在建筑防火設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上確定的要求。

2.3 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要重視技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范

在鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，注意做到以先進(jìn)的技術(shù)，經(jīng)濟(jì)合理，確保質(zhì)量，使技術(shù)人員應(yīng)重視學(xué)習(xí)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，并深入理解和貫徹，形成遵循嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的工作習(xí)慣?，F(xiàn)在結(jié)構(gòu)鋼設(shè)計(jì)計(jì)算和繪圖過分依賴電腦，缺乏實(shí)踐能力的培養(yǎng)。因此，在實(shí)踐中，應(yīng)注意切實(shí)抓好鋼結(jié)構(gòu)所有的設(shè)計(jì)工作。鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)注意鋼材、連接材料和焊接材料、應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)，了解相關(guān)規(guī)定，合理選用材料和質(zhì)量要求。

[1] 陳富生.高層建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[M].2版.北京：中國建筑工業(yè)出版社，2011.

[2] 龔海龍，侯舒蘭.鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性設(shè)計(jì)的研究與分析[J].科技傳播，2010（13）：114-116.

[3] 祝耀林，程碧錢，何邦洲.淺析現(xiàn)代鋼結(jié)構(gòu)建筑設(shè)計(jì)[J].民營科技，2009（08）：75-79.